Module 2 Thema: Heelal

Door Christian Collaert, Timo Kubbinga, Jasper Cox en Renzo

van der Loo

Hoofdvraag:

Hoe ontstaat een zwart gat?

Groep Christian Collaert, Timo Kubbinga, Jasper Cox en Renzo van der Loo

Thema Heelal

Hoofdvraag Hoe ontstaat een zwart gat?

Deelvraag 1 Hoe verloopt de levenscyclus van een zwart gat?

Deelvraag 2 Wat zijn de kenmerken van een zwart gat?

Deelvraag 3 Bevinden wij ons in een zwart gat?

Groep Christian Collaert, Timo Kubbinga, Jasper Cox en Renzo van der Loo

Thema Heelal

Hoofdvraag Hoe ontstaat een zwart gat?

Deelvraag 1 Hoe verloopt de levenscyclus van een zwart gat?

Deelvraag 2 Wat zijn de kenmerken van een zwart gat?

Deelvraag 3 Hoe bepaalt men de locatie van een zwart gat?

InleidingToen wij de opdracht kregen om een SMART vraag met als thema Heelal kwamen er meerdere dingen in ons op. We hebben uiteindelijk voor het onderwerp ‘zwarte gaten’ gekozen, omdat wij daar al iets van af wisten, en omdat wij verwachtte dat we daar veel (verschillende) informatie en artikelen over konden vinden.

Wij zijn toen beland bij de SMART vraag ‘Hoe ontstaat een zwart gat’. Dit leek ons een vraag van waaruit we goede deelvragen konden bedenken.

Het is ons goed gelukt om artikelen te zoeken en daar PGO modellen over in te vullen.Af en toe was het lastig om een geschikt artikel te zoeken, maar uiteindelijk is dat volgens ons goed gelukt..

Schema van de opeenvolging van de artikelen.De bronvermelding staat apart in elke dia.

PGO-model: artikel 1

• PGO - Module 2 artikel 1 'Hoe ontstaan zwarte gaten' • Zwarte gaten ontstaan wanneer de inwaarste druk van een ster,

veroorzaakt door zijn eigen zwaartekracht, te groot wordt en de ster de druk niet meer kan weerstaan, waardoor hij explodeert, waarna een zwart gat overblijft.

Bronvermelding.Rijksuniversiteit Grongingen (z.d.). ‘Hoe ontstaan zwarte gaten?’. Geraadpleegd op 4 maart 2013,http://www.rug.nl/sciencelinx/blackholegame/encyc_mod3_q8.html

PGO-model: artikel 2

• PGO – Module 2 artikel 2 ‘Hoe sterft een ster’ • Een ster sterft wanneer de brandstof op is. Deze brandstof bestaat

uit waterstof dat zich vormt tot helium en vervolgens verbrand. Wanneer een ster sterft groeit hij en wordt hij een rode reus. Wanneer de rode reus geen brandstof meer heeft verliest hij zijn buitenste lagen in re ruimte, en de resten van het centrum worden een witte dwerg genoemd.Wanneer een ster met een massa die 5 keer of meer de massa van de zon is sterft verandert die ster ineen supernova. 

Bronvermelding.Brouwer, K. de (2002). ‘Sterven van sterren’. Geraadpleegd op 4 maart 2013, http://members.home.nl/keesdebrouwer/heelal/24_sterven_van_sterren.htm

PGO-model:artikel 3

• PGO – Module 2 artikel 3 ‘Hoe ontstaat een ster’ • Sterren ontstaan uit wolken gas en stof, bestaande uit voornamelijk waterstof en helium. In het begin is er geen

duidelijk centrum te herkennen in de gaswolken, maar na miljoenen jaren kunnen enkele moleculen samenklonteren. Zo’n klont moleculen trekt vervolgens nog meer gas en stof aan, waardoor hij groeit. Doordat hij groeit wordt de massa, en dus de zwaartekracht, nog groter waardoor er nog meer gas en stof wordt aangetrokken. Er ontstaat en positieve terugkoppeling. De moleculen in het centrum van de klont botsen tegen elkaar aan, en door deze wrijving wordt de klont warmer. Dit stadium in het ontstaan van een ster heet een protoster. Wanneer een protoster een temperatuur van 15 miljoen graden Celsius heeft bereikt is dat heet genoeg voor het vormen van kernenergie d.m.v. kernfusie. In het begin draait de protoster om haar as, maar doordat ze kleiner wordt (door kernfusie en het verbruiken van brandstof) gaat ze sneller draaien, daardoor wordt de omringende wolk een dikke platte schrijf. Sommige klonten in deze schijf kunnen sterren vormen, mits de klonten groot genoeg zijn. Als ze kleiner zijn kunnen ze planeten vormen. De wolk gas wordt na lange tijd weggeblazen door de hitte van de protoster of door de hitte van andere nabije sterren waardoor de protoster gelijkmatig gaat schijnen.

Bronvermelding.Brouwer, K. de (2002). ‘Geboorte van sterren’. Geraadpleegd op 4 maart 2013,http://members.home.nl/keesdebrouwer/heelal/23_geboorte_van_sterren.htm

PGO-model: artikel 4

• PGO – Module 2 artikel 4 ‘Blijft een zwart gat voor altijd bestaan’

• Stephen Hawking heeft een theorie bedacht, de ‘Hawking straling’ theorie, gebaseerd op kwantum mechanica. Deze theorie beschrijft hoe elementaire deeltjes op subatomaire schaal continu gemaakt en vernietigd worden. Hierbij is er een zeer kleine kans dat licht ontsnapt. Door het ontsnappen van dit licht neemt dus de massa af van het zwarte gat, dit gaat door tot er niks meer over is en het zwarte gat dus verdwenen is.

•

Bronvermelding.Rijksuniversiteit Groningen (z.d.). ‘Hebben zwarte gaten het eeuwige leven?’. Geraadpleegd op 4 maart 2013, http://www.rug.nl/sciencelinx/blackholegame/encyc_mod3_q10.html

PGO-model: artikel 5

• PGO – Module 2 artikel 5 ‘Hoeveel zwarte gaten zijn er’ • Er zijn zoveel zwarte gaten dat het onmogelijk is om ze te tellen. We

is het mogelijk om een schatting te maken. Ongeveer 1 op de 1000 sterren is zwaar genoeg om een zwart gat te worden. De Melkweg bevat ongeveer 100 miljard stellen, dus zou de Melkweg ongeveer 100 miljoen stellaire zwarte gaten moeten hebben. Er zijn zo’n 100 miljard sterrenstelsels in het voor ons zichtbare deel van het heelal, en elk sterrenstelsel bevat ongeveer 100 miljoen zwarte gaten. Dat komt dus neer op ongeveer 10 triljoen zwarte gaten in het voor ons bekende heelal.

Bronvermelding.Rijksuniversiteit Groningen (z.d.). ‘Hoeveel zwarte gaten zijn er?’. Geraadpleegd op 4 maart 2013, http://www.rug.nl/sciencelinx/blackholegame/encyc_mod3_q7.html

PGO-model: artikel 6

• PGO – Module 2 artikel 6 ‘Hoe groot moet de massa van een ster zijn om een zwart gat te kunnen vormen’

• Hoe er vroeger werd gedacht over de vorming van zwarte gaten blijkt niet helemaal te kloppen. Een aantal onderzoekers hebben een magnetar ontdekt met een massa van 40 zonsmassa’s. Vroeger werd er gedacht dat sterren met een beginmassa van 25 zonsmassa’s altijd een zwart gat vormen. Dit blijkt dus niet zo te zijn. Het is afhankelijk van de massa van de ster op het moment van de explosie als supernova of een ster een zwart gat wordt of niet. Een ster kan massa kwijtraken d.m.v. materieoverdracht met nabij gelegen sterren (een dubbelster). Een ster zou meer dan 90% van zijn massa moeten kwijtraken voordat hij explodeert als supernova om géén zwart gat te worden.

Bronvermelding.European southern observatory (z.d.). ‘Hoeveel massa is er nodig voor een zwart gat?’. Geraadpleegd op 4 maart 2013, http://www.eso.org/public/netherlands/news/eso1034/

PGO-model: artikel 7

• PGO – Module 2 artikel 7 ‘Hoe vinden we zwarte gaten’ • Er zijn 3 manieren om zwarte gaten te ontdekken.

• -Je kunt aan andere objecten in de buurt van een zwart gat merken of er

een grote massa in de buurt is die wijst op de aanwezigheid van een zwart gat.

• -Door de grote zwaartekracht van een zwart gat wordt het licht gebogen waardoor een soort lens-effect ontstaat.

• -Wanneer een zwart gat materie opzuigt beweegt deze materie zeer snel naar het zwarte gat waarbij het een extreme temperatuur krijgt. Door deze extreme temperatuur gaat de materie röntgenstraling uitzenden dieop Aarde gedetecteerd kan worden.

Bronvermelding.Smits, M. (z.d.). ‘Zwarte gaten’. Geraadpleegd op 4 maart 2013’, http://staff.science.uva.nl/~dcslob/lesbrieven/michiel/Zwartgat.html#_top

PGO-model: artikel 8

• PGO – Module 2 artikel 8 ‘Waaruit bestaat een zwart’ • Waar een zwart gat uit bestaat is irrelevant. Door de hoge druk in

een zwart gat verliest alle materie zijn eigenheid/eigenschappen. Het zwarte gat heeft simpelweg een zekere massa.

Bronvermelding.Hellings, P. (2009). ‘Waaruit bestaat het zwarte gat in de ruimte of een deeltjesversneller?’. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.ikhebeenvraag.be/vraag/7313

PGO-model: artikel 9

• Module 2 artikel 9 ‘Kan iets ontsnappen uit een zwart gat’• Er zijn meerdere manieren om energie af te tappen van een zwart

gat. -Een zwart gat straalt warmte uit, deze warmte kan worden afgetapt.-De rotatie energie van een zwart gat kan worden opgeslagen/afgetapt.-Er kan massa in het zwarte gat worden gezakt en de energie die

vervolgens vrijkomt kan worden afgetapt.

Bronvermelding.Roding, G. (2010). ‘Kan iets ontsnappen uit zwarte gaten?’. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.faqt.nl/vraag-en-antwoord/kan-er-energie-ontsnappen-uit-zwarte-gaten/

PGO-model: artikel 10

• PGO – Module 2 Artikel 10 ‘Hoe zien we zwarte gaten’ • Wanneer materie in de buurt komt van een zwart gat, verandert

haar beweging onder invloed van de zwaartekracht. Dit kan gemeten worden met telescopen en zo kan indirect worden aangetoond dat er een bepaalde ‘’onzichtbare’’ massa moet zitten.

Bronvermelding.Spaans M. (z.d.). ‘Hoe zien we zwarte gaten?’. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.meesterbrein.com/view.php/hoe-zien-we-zwarte-gaten.html

PGO-model: artikel 11

• PGO – Module 2 Artikel 11 ‘Zijn er verschillende soorten zwarte gaten’

• Zwarte gaten trekken alle materie die in de buurt komt naar zich toe d.m.v. zwaartekracht en ‘’slokken deze materie op’’. Alle zwarte gaten zijn gelijk aan elkaar op drie karakteristieke kenmerken na: de massa, de draaiing en de elektrische lading. Er zijn tot nu toe 2 verschillende soorten zwarte gaten gevonden: stellaire zwarte gaten en superzware gaten.

Bronvermelding.Rijksuniversiteit Groningen (z.d.). ‘Welke soorten zwarte gaten zijn er?’. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.rug.nl/sciencelinx/blackholegame/encyc_mod3_q5.html

PGO-model: artikel 12

PGO – Module 2 Artikel 12 ‘Bevind ons universum zich in een zwart gat?’

•-Wetenschappers willen een kijkje nemen in een zwart gat, maar dit gaat alleen met een omgekeerd proces van een zwart gat dat ook wel wit gat wordt genoemd, en als ons universum zich bevindt in een groot zwart gat.• 

• 

• 

Bronvermelding.Tim Kraaijvanger. ‘Bevindt ons universum zich in een zwart gat?. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.scientias.nl/bevindt-ons-universum-zich-in-een-zwart-gat/6922

PGO-model: artikel 13PGO – Module 2 Artikel 13 – ‘Vliegen mini-zwarte gaten dagelijks door de ruimte?’

•Er bestaan schijnbaar minuscule zwarte gaten, deze kunnen geen materie opslokken maar wel atomen.

Deze mini zwarte gaten zijn zo klein dat je het niet zou merken als een mini zwart gat

tegen je aankwam etc.

Bronvermelding.Tim Kraaijvanger. ‘’Vliegen mini-zwarte gaten dagelijks door de aarde?’. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.scientias.nl/vliegen-mini-zwarte-gaten-dagelijks-door-de-aarde/31993

PGO-model: artikel 14

PGO – Module 2 Artikel 14 ‘Wat gebeurt er als een klein zwart gat de Aarde raakt?

•Het maakt niet uit of een grote of een kleine PBH langs komt of jou raakt etc. want de dichtheid is uiteindelijk zó klein dat dit totaal geen effect heeft op de aarde óf jou.

Bronvermelding.ADRIANUS V. ‘Wat gebeurt er als een klein zwart gat de Aarde raakt?’. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.astroblogs.nl/2008/02/17/wat-gebeurt-er-als-een-klein-zwart-gat-de-aarde-raakt/

PGO-model: artikel 15• PGO – Module 2 Artikel 15 ‘OPGEVOERDE LHC ZOU AARDE KUNNEN VERNIETIGEN‘

• De aarde weerstaat al eeuwen sterke vormen van straling en heeft hier nog weinig van laten zien, de deeltjesversneller heeft uiteindelijk anders uitgepakt dan was gepland, want een deeltjesversneller moest er juist voor zorgen dat men binnenin een zwart gat kon kijken en dit is momenteel nog steeds niet gelukt.

Bronvermelding.GERMEN. ‘OPGEVOERDE LHC ZOU AARDE KUNNEN VERNIETIGEN’. Geraadpleegd op 5 maart 2013, http://www.visionair.nl/wetenschap/zonnestelsel/opgevoerde-lhc-zou-aarde-kunnen-vernietigen/

WetenschapperJocelyn Bell Burnell

Samen met andere studenten was ze betrokken bij de constructie van Hewish Interplanetary Scintillation Array, een radiotelescoop met de intentie onderzoek te doen naar quasars.

In juli 1967 ontdekte Bell in de grafiek die uit de papierschrijver rolde iets raars.

Opeengepakte piekjes die er niet in thuishoorden en die ze scruff (vuiligheid) noemde. Met een snellere schrijver kon ze de tussentijd tussen de piekjes meten: 1,3 seconden. Vlak voor haar kerstvakantie ontdekte ze bij een andere radiobron eveneens scruff, maar nu

met een regelmaat van 1,25 seconden. Na de ontdekking van nog twee andere pulserende bronnen uit de ruimte concludeerden Hewish en Bell – via een uitputtend

proces van eliminatie – dat de signalen afkomstig moesten zijn van snel roterende neutronensterren.

Ze was de eerste persoon ooit die een pulsars ontdekte.

In 1969 voltooide Bell haar promotie op dit onderwerp.